飛機(jī)零部件設(shè)計(jì)是飛機(jī)總體設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要步驟。由于飛機(jī)零部件有幾萬(wàn)個(gè)，而且大部分零部件類似，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重復(fù)設(shè)計(jì)這些飛機(jī)零部件耗時(shí)耗力，因此如何快速地生成飛機(jī)零部件是一個(gè)重要的問(wèn)題。本文以某飛機(jī)的框類零件作為研究對(duì)象，以CATIA的二次開(kāi)發(fā)作為工具研究了一種可快速驅(qū)動(dòng)生成新的框類零件的參數(shù)化建模方法。首先，創(chuàng)建CATIA/CAA二次開(kāi)發(fā)環(huán)境跟架構(gòu)；然后，基于CATIA二次開(kāi)發(fā)的方法，進(jìn)行三維零部件的參數(shù)驅(qū)動(dòng)。
1 CATIA/CAA二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)的創(chuàng)建
1.1 搭建CAA二次開(kāi)發(fā)的RADE環(huán)境
CAA API的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)其提供的快速應(yīng)用研發(fā)環(huán)境RADE(rapid application development environment)來(lái)完成的。RADE是一個(gè)可視化的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，它提供完整的編程工具組。實(shí)際上RADE以Microsoft Visual Studio VC++為載體，在VC++環(huán)境中增加了CAA的開(kāi)發(fā)工具。
安裝完CAA與RADE后，打開(kāi)RADE目錄下Environment Setup，選擇文件安裝路徑D:\CATIA\B14，此時(shí)啟動(dòng)Microsoft Visual Studio VC++，單擊工具—定制選擇CAA V5 的附加項(xiàng)和宏文件，創(chuàng)建RADE 環(huán)境，重新啟動(dòng)Microsoft Visual Studio VC++即完成與CAA的結(jié)合。CAA將自動(dòng)添加自身的菜單和命令到界面中，通過(guò)使用新的編程環(huán)境來(lái)進(jìn)行CATIA的二次開(kāi)發(fā)。如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)界面
1.2 構(gòu)架CATIA二次開(kāi)發(fā)的結(jié)構(gòu)框架
(1)創(chuàng)建二次開(kāi)發(fā)的workspace跟module。并在CAA V5 Workspace菜單中選擇菜單項(xiàng)Locate Prerequisite Workspace，添加CATIA的安裝路徑，由RADE調(diào)用相關(guān)資源。
(2)創(chuàng)建接口。將module設(shè)置為活動(dòng)工程，插入compenent，添加接口函數(shù)，此時(shí)建立了一個(gè)空的Addin。在MyFrame.dico文件中可以看到這個(gè)Addin的聲明：
NewAddin CATIPrtWksAddin libPartDesignAddin
在NewAddin.cpp中添加兩個(gè)函數(shù)體
void NewAddin: :CreateCommands( ) { }
CATCmdContainer*NewAddin: :CreateToolbars( ) { }
在函數(shù)體內(nèi)添加創(chuàng)建菜單跟工具條的代碼。
(3)創(chuàng)建響應(yīng)命令。設(shè)置module 為當(dāng)前活動(dòng)工程，插入Resourse—command，并對(duì)創(chuàng)建的命令建立響應(yīng)
new CATMyWorkBenchCmdHeader(＂菜單＂，＂PartDesignAddin＂，＂TestCmd＂，(void*)NULL)；
在CAA V5 Encyclopedia的C++ API下All Frameworks中查找需要運(yùn)用的接口函數(shù)，利用其使用方法編寫程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)零部件的二次開(kāi)發(fā)。如圖2和圖3所示。
2 框類零件的三維參數(shù)化建模
2.1 調(diào)用CATIA已創(chuàng)建的飛機(jī)框類零件
為便于用戶在前臺(tái)進(jìn)行操作，用二次開(kāi)發(fā)的方式書(shū)寫程序?qū)w機(jī)零部件模型在Microsoft Visual Studio VC++運(yùn)行的同時(shí)顯示在CATIA界面中。
CATSession*pSession=NULL；
rc=GetPtrSession(pSession)；
CATIIniInteractiveSession*interSession=NULL；
rc=pSession→QueryInterface(IID_CATIIniInteractiveSession，(void**)＆interSession)；……
圖2 編程界面
圖3 編程界面
2.2 提取飛機(jī)框類零件的特征參數(shù)信息
根據(jù)飛機(jī)零部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維數(shù)級(jí)別繁瑣與特征復(fù)雜的特點(diǎn)，需要先讀取模型，將不同類型的參數(shù)分類，并采取對(duì)其進(jìn)行提取特征參數(shù)信息的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)框類零件幾何信息，拓?fù)湫畔⒌墨@取。
cout＜＜＂PushButton020＂＜＜endl；
//定義并實(shí)現(xiàn)CATFrmEditor接口，獲取當(dāng)前的Part
CATFrmEditor*pEditor=CATFrmEditor: :GetCurrentEditor( )；
……
CATInit_var spInitOnDoc(pDoc)；
//定義并實(shí)現(xiàn)CATIPrtContainer 接口
CATIPrtContainer*spPartConatiner=(CATIPrtContainer*)spInitOnDoc→GetRootContainer(＂CATIPrtContainer＂)；
……
if(spCkeFact==NULL_var){cout ＜＜＂spCkeFact==NULL_var＂＜＜endl；return；}
//CATICkeParmFactory_varspCkeFact=CATIPrtContainer；
CATLISTV(CATBaseUnknown_var)list；
//CATIVisitor_var aStandardVisitor=spCkeFact→CreateStandardVisitor(IID_CATICkeParm，＆list)；
CATIPrtPart_var myPart=NULL_var；
myPart=spPartConatiner→GetPart( )；
……
CATUnicodeString pathName = spParm→Pathname( )；
//cout＜＜＂pathName:＂＜＜pathName＜＜endl；
……
if(m==1)continue；
CATICkeInst_var oValue=spParm→Value( )；
CATUnicodeString paramValue=oValue→AsString( )；
……
提取的特征參數(shù)類型跟參數(shù)值如圖4。
圖4 特征參數(shù)
2.3 修改參數(shù)，驅(qū)動(dòng)生成新的模型
將提取的信息寫入設(shè)計(jì)表中，創(chuàng)建要修改的主副參數(shù)的對(duì)話框，對(duì)提取的參數(shù)類型分類，并對(duì)不同類型的參數(shù)值進(jìn)行修改，將已經(jīng)賦好的參數(shù)值帶回，驅(qū)動(dòng)重新生成新的模型。在修改一個(gè)尺寸后，參數(shù)化模型中的相關(guān)尺寸會(huì)自動(dòng)更新。
//創(chuàng)建Txt的Sheet
CATICkeSheet_var
JDCreateDftCmd: :CreateSheet(CATILinkableObject _ var ispiLink，
CATUnicodeString ioFilePath)//創(chuàng)建表格
{
CATDocument*pDoc=ispiLink→GetDocument( )；
if(pDoc==NULL)
{
……
}
CATICkeSheet_var spSheet=NULL_var；
CATIDesignTable_var spDesign=NULL_var；
CATICkeParmFactory_var spCkeFact；
……
spSheet=spDesign→Sheet( )；
return spSheet；
}
在Dialog.CATNIs中設(shè)置對(duì)應(yīng)的需要修改的特征參數(shù)信息，使得已提取的參數(shù)信息跟對(duì)話框上的參數(shù)一一對(duì)應(yīng)，如圖5所示。
圖5 參數(shù)對(duì)應(yīng)
Label001.Title=＂長(zhǎng)度＂；
Label003.Title=＂寬度＂；
Label006.Title=＂高度＂；
Label008.Title=＂MBD＂；
Label011.Title=＂副參數(shù)＂；
Label015.Title=＂主參數(shù)＂；
Label016.Title=＂孔1半徑＂；
Label018.Title=＂凹糟間距＂；
修改特征參數(shù)信息，確定后將值賦回，驅(qū)動(dòng)重新生成模型。如圖6所示。
圖6 重新生成模型
3 結(jié)束語(yǔ)
針對(duì)飛機(jī)零部件的特點(diǎn)，多次重復(fù)的建模工作帶來(lái)了人力、物力以及時(shí)間上的極大地浪費(fèi)，而且這樣描述的零件數(shù)據(jù)種類過(guò)多，存在大量的幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同或相似，以及尺寸規(guī)格不同的零件。因此，基于CATIA二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)CAA，結(jié)合Visual C++6.0提出了一種三維參數(shù)建模的方法，開(kāi)發(fā)了可以修改驅(qū)動(dòng)生成三維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)程序，實(shí)現(xiàn)了用戶交互式對(duì)飛機(jī)零部件的快速設(shè)計(jì)，極大的縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)效率。
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本文標(biāo)題：基于CATIA/CAA的飛機(jī)零部件三維參數(shù)化建模技術(shù)
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